公路工程中高邊坡預應力錨索施工技術研究

亓波、許愛蘭

（濟南市歷城區城鄉交通運輸局，山東濟南 250100）

0 引言

高邊坡預應力錨索施工技術是現代化公路工程建設中較為常見的一種施工技術，合理使用該技術能夠有效提高公路邊坡穩定性和安全性。實際操作中，施工人員會在錨孔底部留出一定深度，并將水泥砂漿灌注到內部，形成一個強度較高的錨固體，使其在施工中充分發揮承重作用，這對于提高公路工程整體穩定性來說意義重大。我國在高邊坡預應力錨索施工技術應用方面起步較晚，目前并沒有形成完善的技術體系，加之公路工程施工環境復雜，施工過程的影響因素逐漸增多，需要施工單位總結施工經驗，掌握技術操作要點，盡可能規避各種影響因素，全面提高公路工程施工質量。

1 預應力錨索施工技術概述

1.1 概念

預應力錨索施工技術是指在工程施工中，將錨索錨固到邊坡巖體中，進而形成一個穩定的支架，以此來提高高邊坡的穩定性。在實際操作中，錨索的錨頭能夠順利通過巖體軟弱結構面的孔洞進入巖體內部，并將穩固巖層和巖體牢牢連接在一起，進而改善巖體的受力狀態，為工程后續施工奠定良好基礎[1]。需要注意的是，在公路工程施工中使用預應力錨索施工技術，必須準備好專用的拉緊工具。

1.2 優勢

第一，與其他支護方式相比，預應力錨索支護的結構更輕、穩定性更強、適用范圍更廣，并且可以最大程度地節約占地面積，同時幾乎不會影響基坑開挖、建筑施工等作業的開展。施工人員在實際操作中，可以省略基坑支護這一環節，既能縮短施工周期，也能減輕施工人員的工作強度。

第二，在預應力錨索施工技術應用中，施工人員不需要設置內部支撐，可以直接利用邊坡巖土強度以及各種維護結構，構建穩定性較高的受力體系，既能夠改善邊坡受力結構，也能夠節約施工材料使用量，降低施工成本，為企業帶來最大化利潤空間[2]。

第三，施工單位在預應力錨索施工中，利用高壓旋噴樁對邊坡土體進行加固處理，當孔徑大于500mm時，錨固力也可以大幅度提高，如此能夠有效規避漏水、流砂等風險。

第四，在深基坑支護施工中使用預應力錨索施工技術，能夠有效規避土地變形問題，為后續施工任務順利進行奠定基礎。

第五，針對掩護式工程項目，采用預應力錨索施工技術，能夠有效規避水帷幕封堵問題，從源頭防范地表不均勻、建筑位移或變形等問題的產生[3]。

2 公路工程中高邊坡預應力錨索施工技術要點分析

2.1 明確錨索荷載

在公路工程建設中，施工單位如果選擇預應力錨索施工技術，需在操作前做好試驗工作，確定標準的錨索參數，明確施工需要達到的質量目標。具體來說，施工單位在前期準備過程中，先對抗拉強度進行檢測，結合檢測結果確定錨索參數并合理調整，確保性能與工程建設標準相一致，之后將檢測數據提交給設計單位。為充分發揮該環節的功能和作用，需要施工單位對錨索初始荷載及特征荷載進行嚴格檢測[4]，操作方法如下：將公路工程高邊坡巖體性質設為剛體，在錨固力尚未達到最大值的情況下，固定好所有內錨段的接觸界面，并且保證自由端段沒有黏結應力。

2.2 準確計算錨索伸長量

2.2.1 彎曲孔道的錨索伸長量

在高邊坡預應力錨索施工中，錨索伸長量受灌漿質量、施工環境等因素影響，容易出現實際參數與理論參數不符的情況，一旦超過允許誤差值，則難以充分發揮錨索的錨固作用，所以對錨索伸長量進行準確計算至關重要。針對彎曲孔道的錨索伸長量，需要施工單位按照以下公式計算：

式（1）中：L 表示錨固端與張拉錨具之間的距離，也就是鋼束長度；P 表示張拉應力；E 表示鋼絞線彈簧模量；A 表示鋼絞線斷面面積。

按照以上公式計算，即可得出準確無誤的錨索伸長量。

2.2.2 直線孔道的錨索伸長量

施工人員在直線孔道的錨索伸長量計算過程中，需充分考慮張拉過程存在的難題，并從自由長度最長單元開始進行張拉，依次過渡到最短單元，待逐一張拉完畢后進行同時張拉，而后通過合理調整張拉時間的方式對錨索變形量進行嚴格控制，確保所有鋼絞線受力均勻。

2.3 合理選擇張拉設備和動力設備

在公路工程高邊坡預應力錨索施工中，張拉設備和動力設備是必不可少的物質條件，其性能和運行狀態能夠直接影響成孔質量。施工人員在實際施工前，需要根據現場勘查結果和收集到的工程資料，合理選擇張拉設備和動力設備，確保選擇的鉆機耗風量低于12m，如此能夠保證灌漿作業有序進行，達到理想的施工效果。

2.4 鉆孔作業

鉆孔是高邊坡預應力錨索施工的重要環節，由于施工流程復雜，包括定位、沖進、洗鉆等多個步驟，對施工人員技術水平要求較高，需要施工人員具備豐富的工作經驗，熟練掌握施工順序和標準規范，酌情選擇孔位，確保鉆桿長度與鉆機參數及圖紙設計要求一致，避免鉆孔過程中出現傾斜現象。在此基礎上，施工人員還需根據錨孔分布圖紙開展鉆孔作業，鉆孔完畢后及時清理孔洞。

為保證施工質量，需確保錨孔分布科學合理；施工人員嚴格控制鉆孔誤差，需要施工人員在了解施工現場地質條件、氣候環境等要素基礎上，對鉆機進行靈活調整，最后將孔洞內的雜物處理干凈，避免對后續施工任務開展造成不良影響。在公路工程施工中，會遇到特殊地質條件，對此，施工單位應立即與設計方和監理方溝通，快速采取處理對策，提高邊坡結構穩定性[5]。現階段，市面上涌現出諸多類型的鉆機，需要施工單位根據施工區域地質條件進行合理選擇。控制好鉆進速度和鉆孔效果，保證鉆孔深度、尺寸等與設計要求一致，同時將傾斜度控制在允許誤差范圍內。

在鉆孔施工中，施工人員還要注意以下事項：

第一，確保鉆孔參數與設計要求相符，將誤差控制在50cm 范圍內。完成鉆孔作業后，使用壓縮空氣清理孔洞，將內部雜質處理干凈后，吹干水分，保證結構安全、穩定、可靠。

第二，施工人員在鉆孔過程中遇到湍急水流，必須采取措施降低水流量和水壓，確保所有數值在合理范圍內后，再安裝錨索。

第三，如果鉆孔過程發生塌孔，需要施工人員及時停工，并采取措施固定塌孔區域，而后重新施工。

2.5 制作及組裝錨索

2.5.1 錨索制作

施工人員完成清孔作業后，需要嚴格按照設計圖紙安裝錨索，在此過程中對鋼絞線長度進行合理控制，確保其等于張拉端、錨固段以及自由段三者相加之和。同時，施工人員需控制好施工進度，將下料長度的誤差控制在4cm 范圍內。通常在鋼絞線安裝前，必須做好除銹工作，這也是提高安裝質量的關鍵所在[6]。除銹過程中可以使用油脂均勻涂抹在鋼絞線表面，并在外層套防護管。另外，施工人員在實際施工中，還需使用膠帶將鋼絞線和自由段交匯的位置進行固定，避免泥砂滲入其中。

2.5.2 錨索組裝

施工人員在組裝錨索時，需要在錨索編束之前將鋼絞線逐一順直，避免鋼絞線存在扭曲、交叉等問題，同時控制好不同股之間的長度，一般控制在50mm 范圍內。完成以上操作后，施工人員對鋼絞線進行切割，這一過程應杜絕使用電弧，宜采用專業設備。而后做好設備除銹、清理工作。發現設備出現損傷、銹蝕等問題，需第一時間處理。確保所有鋼絞線質量過關后，施工人員可以結合設計圖紙明確鋼絞線編排要求，通常每隔2m 布置一個隔離支架，而后將緊固環設置在兩個支架之間，并對保護層厚度進行嚴格控制，通常控制在20mm 左右。在實際操作中，施工人員需要注意，錨索綁扎杜絕使用鍍鋅材料，可以結合實際情況將塑料套管套在自由段上，而后對管口進行密封處理，最后做好錨固段的固定工作[7]。

2.6 錨索放置及灌漿作業

2.6.1 錨索放置

施工人員在錨索放置過程中，需注意以下事項：

第一，將孔洞中的巖屑等雜物處理干凈。

第二，在孔洞內放置錨索，并預留出一定長度。

第三，由于吹孔過程風力較大，會掉落碎石，施工人員在沒有特殊要求的情況下，禁止邊吹孔邊設置錨索，在實際施工中，要盡可能從源頭規避潛在問題的發生，就要合理調整施工步驟，通常先設置錨索，再開展吹孔作業。

第四，地下水會對孔內錨索質量產生負面影響，施工人員需控制好鉆桿的轉速，在水質達到一定標準后，停止鉆桿轉動，完成錨索放置工作。

2.6.2 灌漿作業

在水泥砂漿灌注過程中，由于漿液流動性較強，會產生一定沖刷力，導致部分雜質順著泥漿進入內部，可能堵塞注漿管。為避免這一情況發生，需要施工人員時刻關注注漿管運作情況，盡可能避免因注漿管堵塞而影響漿液質量。結合施工經驗來看，在水泥砂漿灌注過程中，使用純水泥漿效果更好。施工人員還需關注兩個問題：

一是控制好間隔時間，通常在1 天左右；二是將注漿壓力作為分析注漿量的主要依據，在保證注漿時間科學合理的同時，有效提高錨固段的注漿效果。

2.7 張拉鎖定及封錨

在公路工程施工中，保證質量驗收過關，需要施工人員從以下方面入手：

第一，承壓面的平整度滿足技術規范要求，同時控制好承壓面和鋼筋軸線的位置關系，保證二者相互垂直。

第二，在錨具安裝過程中，合理使用錨墊板及千斤頂，確保同一軸線內三者重合，并且錨頭不能出現偏折、彎曲等情況，在必要情況下，可以將鋼墊片安裝在合適位置，并靈活調整錨具、千斤頂或錨墊板的位置[8]。

第三，施工人員嚴格按照設計要求對錨筋進行張拉，控制好張拉過程周圍孔洞的質量。

第四，在張拉作業開始前，施工人員要先張拉錨筋，確保其張拉力與設計要求一致，或超過設計要求的20%。

第五，在保障臺座的混凝土質量滿足設計要求后，可以封錨。

2.8 做好邊坡防護工作

在公路工程邊坡防護過程中，較為常見的防護方式包括錨桿噴漿、設置擋土墻等。這些防護方式雖然可以有效提高邊坡穩定性和牢固性，但是視覺效果不佳，難以滿足綠色發展要求，甚至阻礙周圍植被健康生長。新時期，我國堅持貫徹落實可持續發展戰略，美化環境、保護生態成為施工單位必須考慮的重要課題，針對降雨頻率較高、風化程度嚴重的施工區域，采用以上防護方式有可能引發滑坡等問題。在人工邊坡支護過程中，以上防護方式通常可以起到提高坡面、降低侵蝕率等效果。但如果風化加重，或混凝土結構老化，則會嚴重降低防護效果，并且上述防護方式在施工中需要投入大量人力、物力、財力，不利于最大化經濟效益，施工單位應根據實際情況合理選擇方案[9]。這一形勢下，很多專業人員提出生態護坡的方式，不僅能夠為周圍動植物健康發展營造良好空間，還能夠加快生態環境恢復速度，同時可以提高防護結構美觀性。在生態防護結構施工中，施工單位必須充分考慮兩個問題：

第一，如何營造集美觀性與適用性于一體的防護結構。

第二，如何保證防護結構達到穩定性、安全性目標。在公路工程實際施工前，施工方需根據實際情況編制科學合理的防護方案，在此過程中充分考慮錨索加固坡體和無錨索坡體相互統一的情況，并選擇合適的方式進行護坡。如選擇草、灌木護坡方式，在坡面種植一定規模的草，在馬道種植一定規模的灌木，優先選擇本土樹種，提高樹木成活率；也可以混合種植草和灌木，使二者所具有優勢得到充分發揮，以此來延長護坡時間，同時改善景觀效果。

3 結語

綜上所述，在公路工程施工中，高邊坡預應力錨索施工技術不僅能夠提高高邊坡的穩定性，還能夠降低施工強度，減少施工成本，進而為企業創造最大利潤。為充分發揮預應力錨索施工技術的優勢，需要施工單位在明確技術規范、標準流程基礎上，充分掌握各環節施工技術要點，并嚴格按照設計圖紙和技術規范操作，進而提高施工水平，保障公路工程順利投入使用。